2. 硬件基础知识学习

电磁干扰

去耦电容的应用背景就是电磁干扰（EMI）（Electromagnetic interference）

"静电放电"现象，也称之为ESD。
早期使用电钻这种电机设备，同时听收音机或者看电视时，收音机或者电视会出现杂音，这就是"快速瞬间群脉冲"的效果，也称之为EFT。
以前的老计算机，性能不是很好，带电热插拔U盘、移动硬盘等外围设备的时候，内部会产生一个百万分之一秒的电源切换，直接导致计算机蓝屏或者重启现象，就是热插拔的"浪涌"效果，称之为Surge。

基于以上问题，就诞生了电磁兼容（EMC）这个名词。

去耦电容的应用

容值比较大的电容，理论上可以理解成水缸。

缓冲作用

当上电的瞬间，电流从电源处流下来的时候，不稳定，容易冲击电子器件，加个电容可以起到缓冲作用。

稳定作用

若后级有个器件还没有工作的时候，电流消耗是100mA，突然它参与工作了，电流猛的增大到了150mA，这个时候如果没有一个水缸，电路中的电压（水位）就会直接突然下降，比如5V电压突然降低到3V。而系统中有些电子元器件，必须高于一定的电压才能正常工作，电压太低就直接不工作了。电容会在这个时候把存储在里边的电量释放一下，稳定电压，随后前级的电流会及时把水缸充满的。

有了这个电容，可以说电压和电流就会很稳定了，不会产生大的波动。

电容	特点
铝电解电容	个头大，占空间大，单位容量价格最便宜
钽电容、陶瓷电容	个头小，占空间小，性能一般略好于第一种，但价格也贵不少。

电容的选取

第一个参数是耐压值的考虑。如果我们用的是5V系统，电容的耐压值要高于5V，一般推荐1.5倍到2倍即可，有些场合稍微再高点也可以。
第二个参数是电容容值，这个就需要根据经验来选取了，选取的时候，要看这个电容起作用的整套系统的功率消耗情况，如果系统耗电较大，波动可能比较大，那么容值就要选大一些，反之可以小一些。

容值比较小的电容，是用来滤除高频信号干扰的。

电容的特性：通交流隔直流，但是电容的参数对不同频率段的干扰的作用是不一样的。

三极管在数字电路中的应用

三极管的初步认识

三极管是一种很常用的控制和驱动器件，常用的三极管根据材料分有硅管和锗管两种，原理相同，压降略有不同，硅管用的较普遍，而锗管应用较少。三极管有两种类型，分别是PNP型和NPN型。

三极管一共有3个极，从图3-6来看，横向左侧的引脚叫做基极（base），中间有一个箭头，一头连接基极，另一头连接的是发射极e（emitter），那剩下的一个引脚就是集电极c（collector）了。

三极管的原理

三极管有截止、放大、饱和三种工作状态。放大状态主要应用于模拟电路中，且用法和计算方法也比较复杂，暂时用不到。而数字电路主要使用的是三极管的开关特性，只用到了截止与饱和两种状态。

箭头朝内PNP，导通电压顺箭头过，电压导通，电流控制。

三极管的用法特点，关键点在于b极（基极）和e极（发射极）之间的电压情况，对于PNP而言，e极电压只要高于b极0.7V以上，这个三极管e极和c极之间就顺利导通。也就是说，控制端在b和e之间，被控制端是e和c之间。同理，NPN型三极管的导通电压是b极比e极高0.7V，总之是箭头的始端比末端高0.7V就可以导通三极管的e极和c极。

电流控制，要让这个三极管处于饱和状态，就是所谓的开关特性，必须满足一个条件。三极管都有一个放大倍数β，要想处于饱和状态，b极电流就必须大于e和c之间电流值除以β。这个β对于常用的三极管大概可以认为是100.

三极管的应用

三极管在数字电路里的开关特性，最常见的应用有两个：一个是控制应用，另一个是驱动应用。

进行不同电压之间的转换控制。

74HC138三八译码器的应用

在设计单片机电路的时候，单片机的I/O口数量是有限的，有时满足不了设计需求，但为了控制更多的器件，就要使用一些外围的数字芯片，这种数字芯片由简单的输入逻辑来控制输出逻辑。三八译码器就是把3种输入状态翻译成8种输出状态。

A2	A1	A0	Y0	Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6	Y7
0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1
0	0	1	1	0	1	1	1	1	1	1
0	1	0	1	1	0	1	1	1	1	1
0	1	1	1	1	1	0	1	1	1	1
1	0	0	1	1	1	1	0	1	1	1
1	0	1	1	1	1	1	1	0	1	1
1	1	0	1	1	1	1	1	1	0	1
1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0

74HC245应用电路

OE上方加上一横代表低电平有效，即只有在OE引脚是低电平的时候，芯片才能正常工作。

DIR表示方向，当DIR是高电平时，A决定B；当DIR是低电平，B决定A。